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隨著傳感器和處理技術(shù)的成熟，醫(yī)療芯片市場正在升溫，看到系統(tǒng)公司和初創(chuàng)公司的瘋狂活動，他們希望在廣闊且基本上未開發(fā)的領(lǐng)域中占有一席之地。
與任何行業(yè)一樣，存在多種商業(yè)模式，可以將設(shè)計負(fù)擔(dān)分散到許多公司或僅一家大公司。這在過去受到醫(yī)療設(shè)備芯片數(shù)量相對較低的限制，這限制了設(shè)計活動。但隨著更多設(shè)計服務(wù)公司的加入，他們能夠在多個供應(yīng)商之間實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。人口老齡化、對更多家庭醫(yī)療服務(wù)的需求、更高的準(zhǔn)確性和更廣泛的可用性以及可穿戴顯示器等負(fù)擔(dān)得起的電子醫(yī)療設(shè)備進(jìn)一步推動了這一趨勢。
制造和銷售醫(yī)療設(shè)備的大型醫(yī)療技術(shù)公司，如美敦力 (Medtronic)，仍在為其醫(yī)療設(shè)備設(shè)計內(nèi)部芯片。他們有一個半導(dǎo)體工程師團隊以及軟件和硬件工程部門，負(fù)責(zé)設(shè)計其余的醫(yī)療設(shè)備。這些通常是專屬模型，他們使用自己的芯片使用商業(yè) EDA 工具設(shè)計和銷售自己的醫(yī)療設(shè)備，并獲得自己的監(jiān)管批準(zhǔn)。
但也有越來越多的工程服務(wù)公司專門從事醫(yī)療應(yīng)用。他們?yōu)樾⌒偷酱笮歪t(yī)療設(shè)備 OEM 提供服務(wù)，為各種公司設(shè)計芯片和系統(tǒng)，其中一些公司以前從未設(shè)計過醫(yī)療設(shè)備。他們還通過設(shè)計和制造幫助這些客戶，因為客戶沒有晶圓廠關(guān)系或工程專業(yè)知識。
除此之外，一些客戶——通常是大公司——正在外包一些按小時付費的設(shè)計服務(wù)工作，以加強自己的工程人員。這些工程公司需要了解醫(yī)療市場的復(fù)雜法規(guī)，但他們一般不參與監(jiān)管審批。一家獨立的芯片設(shè)計公司可能會看到客戶產(chǎn)品之間的共同點，并創(chuàng)建 ASIC 作為自己的產(chǎn)品，可供多個客戶使用。
同樣，為各種行業(yè)制造芯片并為多個醫(yī)療客戶調(diào)整其現(xiàn)有芯片和工具的半導(dǎo)體制造商不必處理監(jiān)管批準(zhǔn)，但他們必須了解需要什么。半導(dǎo)體制造商可以將醫(yī)療芯片作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分進(jìn)行銷售，其中可能包括生命周期管理。
“對所有客戶而言，重要的是英飛凌不僅提供半導(dǎo)體，而且將提供經(jīng)過全面測試和組裝（封裝）的設(shè)備，”英飛凌科技定制解決方案部門負(fù)責(zé)人 Ralf Leuchter 說。“此外，他們還會選擇晶圓或單晶芯片交付，并在其背后有一個物流系統(tǒng)。通過使用 ASIC 方法，客戶將獲得市場上無法購買的設(shè)備。憑借集成的可能性，除了保護其 IP 之外，它們還可以節(jié)省空間（尺寸）和系統(tǒng)成本，因為這些設(shè)備無法通過公開市場上的競爭找到。”
另一項第三方服務(wù)是托管醫(yī)療設(shè)備云 (MMDC)，這是一種管理設(shè)備項目的符合法規(guī)的云服務(wù)�！盀榱酥С诌@一波連醫(yī)療器械的，我們也看到快速的醫(yī)療設(shè)備開發(fā)平臺，如L2S2 MMDC，這得益于ARM解決方案的頂部出現(xiàn)，”彼得·弗格森，在醫(yī)療技術(shù)總監(jiān)臂�！跋� MMDC 這樣的平臺通過預(yù)先集成的云和醫(yī)療社區(qū)連接提供交鑰匙醫(yī)療設(shè)備硬件開發(fā)。使用這樣的解決方案使新的認(rèn)證醫(yī)療設(shè)備能夠顯著降低從原型到擴展患者護理的風(fēng)險和成本。”
半導(dǎo)體設(shè)計和制造公司的一個例子是 Cirtec Medical 的集成電路開發(fā)團隊。2019 年，Cirtec收購了Cactus Semiconductor，這是一家成立于 2002 年的半導(dǎo)體設(shè)計公司，專門從事醫(yī)療用 ASIC。位于亞利桑那州錢德勒的集成電路開發(fā)團隊負(fù)責(zé)從產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)的整個過程中設(shè)計定制 IC。該團隊在醫(yī)療集成電路、電源管理電路以及模擬和混合信號 ASIC 方面擁有專業(yè)知識。
“典型的商業(yè)模式是我們所說的交鑰匙 ASIC 供應(yīng)商，”Cirtec Medical 應(yīng)用工程總監(jiān) Andrew Kelly 說，他曾在 Cactus Semiconductor 工作，之前在 Medtronic 工作。“在交鑰匙 ASIC 供應(yīng)商角色中，這是我們的主要關(guān)注點，我們找到了一個正在嘗試開發(fā)設(shè)備的客戶，無論出于何種原因，客戶認(rèn)為他們需要定制芯片。我們幫助他們定義他們的系統(tǒng)，定義定制芯片。然后我們指定芯片。我們開發(fā)它。我們做所有的工作。然后，如果一切順利，我們就賣給他們。但它通常是一個芯片——一個芯片給一個客戶一個應(yīng)用程序。所以它是高度專業(yè)化的。”
Cirtec 的應(yīng)用工程組也有自己的芯片——它在看到客戶項目趨勢后開發(fā)的專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品 (ASSP)。“比方說，我們采用了一個應(yīng)用程序，其中可能有四五個甚至十到二十個不同的客戶，他們沒有做完全相同的事情，但他們在做類似的事情。所以我們會制造一個我們投資的芯片，然后我們說，“如果我們制造了這個，我們認(rèn)為有 10 到 20 人會購買它�！� 如果沒人買，我們就浪費了錢。如果有 40 人購買，我們就贏了。所以我們有幾個，”凱利說。他的團隊還提供工程設(shè)計服務(wù)以供租用。
大大小小的半導(dǎo)體公司提供醫(yī)療設(shè)備客戶無法在內(nèi)部提供的服務(wù)�！拔覀兊拇蠖鄶�(shù)客戶是——讓我們稱他們?yōu)槎�或更小規(guī)模的公司——他們實際上無法建立足夠大的員工來完成所有這些不同的事情，因為他們通常會設(shè)計一個，也許兩個芯片，然后你對所有的人做什么？他們做的事情還不夠，但你需要有人擔(dān)任這些角色，”凱利說。
當(dāng)團隊與更大的公司合作時，凱利指出，這通常是在設(shè)計服務(wù)模式下�！斑@些人的垂直整合程度更高，他們通常自己做這一切。當(dāng)我們與他們合作時，我們通常采用這種服務(wù)模式，他們說，在這么多小時內(nèi)完成工作，每小時只需 X 美元。在那里，我們?yōu)槲覀兊娜魏慰蛻籼峁┓⻊?wù)模式。實際上，他們中的大多數(shù)人都無法接受它，因為，瞧，我們給了他們一個 ASIC 并且它有效。他們打算怎么辦？他們必須與晶圓廠、測試廠和封裝廠建立所有關(guān)系。他們將不得不管理所有這些。當(dāng)你為一個芯片做這件事時，這些數(shù)字并沒有真正加起來。我們的部分價值主張基本上是，如果你想單獨做所有這些事情，你是做不到的，但因為我們有 20 到 40 個客戶，我們在某種程度上匯集了資源，現(xiàn)在這很有意義。我們開始在工程支持和供應(yīng)商方面獲得一些規(guī)模經(jīng)濟。一些供應(yīng)商，如果您只想從他們那里購買 10,000 個芯片，他們就不會真正想與您打交道。但如果我向 20 個不同的客戶出售 10,000 個芯片，現(xiàn)在我們正在討論�！�
與其他行業(yè)相比，醫(yī)療設(shè)備不需要大量的芯片。低數(shù)量意味著醫(yī)療芯片在半工業(yè)的雷達(dá)下飛行。Cirtec 的 Kelly 說：“沒有哪個晶圓廠在他們的頭腦中會說我們將成為一個可植入的醫(yī)療設(shè)備晶圓廠�！� “數(shù)字只是不加起來。但是，如果他們說他們是汽車晶圓廠，然后醫(yī)療人員說，嘿，這與我們需要的審查大致相同， 就有點加起來了。重點是我們所搭載的汽車，而不是相反�！�
“這種情況并不少見，比如說在一個晶圓上有幾千個芯片，在很多時候有 25 個晶圓。因此，也許您說的是一次性生產(chǎn) 50 到 100,000 個芯片，而這對我們的客戶使用 10 年或更長時間的情況并不少見，”凱利說�！叭缓竽憬o晶圓廠打電話，他們問你每個月想要多少萬片，我們說大約為零。這是最重要的困境——半導(dǎo)體完全是關(guān)于規(guī)模經(jīng)濟的。醫(yī)療設(shè)備，尤其是植入式醫(yī)療設(shè)備，遠(yuǎn)不及那些規(guī)模經(jīng)濟�！�
但許多人預(yù)計這些經(jīng)濟狀況會發(fā)生變化。雖然某些醫(yī)療設(shè)備可能無法滿足需求，但醫(yī)療保健日益數(shù)字化、人口老齡化以及某些疾�。ɡ缣悄虿。┌l(fā)病率的上升可能會推高對某些醫(yī)療芯片的需求，無論是作為標(biāo)準(zhǔn)組件還是定制籌碼。
“預(yù)計網(wǎng)絡(luò)集成無線設(shè)備也將見證管理醫(yī)患互動的使用增加，數(shù)字診斷工具可能支持遠(yuǎn)程檢查，這也有望幫助半導(dǎo)體在醫(yī)療保健行業(yè)的整合，” Mordor Intelligence 的一份題為“醫(yī)療保健市場中的半導(dǎo)體——增長、趨勢、COVID-19 影響和預(yù)測（2021 年至 2026 年）”的報告。Mordor Intelligence 預(yù)計，從 2021 年到 2026 年，醫(yī)療半導(dǎo)體的復(fù)合年增長率為 10.2%。
這可能包括定制和標(biāo)準(zhǔn)化芯片的組合，這些芯片將通過大型半導(dǎo)體制造商的生態(tài)系統(tǒng)提供，包括各種專業(yè)和通用代工廠和封裝廠。這些生態(tài)系統(tǒng)通常具有從其他行業(yè)借鑒而來的內(nèi)在優(yōu)勢，使它們能夠利用更大的芯片運行。
“對于醫(yī)療應(yīng)用，英飛凌主要專注于為單個醫(yī)療客戶完全定制的 ASIC 解決方案，”Leuchter 說�！岸ㄖ圃O(shè)備的美妙之處在于，客戶無需整個 IC 設(shè)計團隊就能獲得他們所需要的東西。他們只需要分享一個產(chǎn)品創(chuàng)意或規(guī)格，而英飛凌正在尋求整合和實施的可能性�？蛻魧@得最大利益，我們還使用我們的標(biāo)準(zhǔn)組件支持整個系統(tǒng)。”
誰制造醫(yī)療集成電路取決于誰在設(shè)計醫(yī)療設(shè)備以及他們的市場規(guī)模，但這個市場的動態(tài)是不斷變化的。雖然今天的大型醫(yī)療 OEM 有能力擁有自己的芯片設(shè)計團隊，但其他 OEM 可以派遣他們的設(shè)計團隊與大型半導(dǎo)體公司或?qū)ｉT從事醫(yī)療設(shè)備芯片的工程業(yè)務(wù)合作。
哪種模式最終獲勝，或者它們是否會和平共處，還有待觀察。但該領(lǐng)域的競爭正在加劇，參與者的數(shù)量以及他們將新產(chǎn)品推向市場的手段將迅速成倍增加。變化即將到來，現(xiàn)在判斷它是什么樣子還為時過早。
,智能醫(yī)療成風(fēng)口！醫(yī)療IC設(shè)計行業(yè)玩家大解析 | 
